Exercício resolvido: Leis de Newton – blocos

Exercício resolvido de Física, leis de Newton, exercício da FUVEST. Questão que exige conhecimentos de leis de Newton e aplicações das leis de Newton – blocos.
(FUVEST) Dois blocos, de massas M e m, mantidos em repouso por um fio A preso a uma parede e ligados entre si por um outro fio B, leve e inextensível, que passa por uma roldana de massa desprezível, estão dispostos conforme a figura. O bloco de massa M está apoiado sobre uma superfície plana e horizontal, enquanto o de massa m encontra-se suspenso. A roldana pode girar livremente. Num dado instante, o fio A é cortado e os blocos passam a se mover com aceleração constate e igual a 2,5 m/s2, sem encontrar qualquer resistência. Sabendo que m = 0,80 Kg e considerando g = 10 m/s2, determine:

a) a tensão T0 existente no fio B, antes do corte em A ser efetuado, e a tensão T1 no fio B durante o período de aceleração.
b) a massa M.

Resolução

Se você achou complicado resolver este exercício sozinho, leia nosso texto sobre aplicações das leis de Newton, assim esta resolução será mais simples.

Antes de resolver, vamos lembrar as leis de Newton?

Princípio da Inércia
Na ausência de forças externas, um objeto em repouso permanece em repouso, e um objeto em movimento permanece em movimento.

Segunda Lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica
A segunda Lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica diz que, a força aplicada a um objeto é igual à massa do objeto multiplicado por sua aceleração.

A 2º lei de Newton também foi estudada por Galileu e pode ser escrita matematicamente da seguinte forma:

F=m.a

Lei de Newton ou Princípio da Ação e Reação
Se um objeto exerce uma força sobre outro objeto, este outro exerce uma força de mesma intensidade, de mesma direção e em sentido oposto.

Agora sim, vamos para a resolução do exercício:

a) antes do corte em A o sistema está em repouso, ou seja, a soma das forças nos corpos é igual a zero.
Vamos analisar as forças que estão agindo no corpo m neste instante.
Observamos que são duas forças que agem no corpo, logo:
T = Pm

Como todo o sistema está em repouso T = T0, pois são as forças que agem no bloco de massa M. Sendo assim:

T = T0 = m . g
T0 = 0,8 . 10
T0= 8,0 N

Durante o período de aceleração sabemos que a resultante das forças deve ser igual a m.a:

R = m.a

R = Pm – T1

Pm – T1 = m.a
8 – T1 = 0,8 . 2,5
8 – T1 = 2
T1 = 8 – 2
T1 = 6 N

b) agora, para descobrir a massa do outro bloco, aplicamos novamente o principio fundamental da dinâmica:

R = m.a
T1 = M.a
6 = M . 2,5
M = 6 / 2,5
M = 2,4 kg

Acompanhe as nossas tirinhas de física
Leis de Newton

Será que você está estudando da maneira certa?

Nem todo mundo sabe estudar, é claro que saber estudar é algo um pouco subjetivo. Não vou entrar no mérito da pedagogia para não levantar grandes discussões. O certo é que cada um de nós aprende de uma maneira diferente e cada um tem suas preferências na hora de estudar. Só que tem alguns hábitos e comportamentos que podem ajudar a aprender mais, se organizar nos estudos, conseguir mais atenção, foco e isso vai aumentar o poder de concentração atenção, aumentando assim a possibilidade de aprender mais conteúdos.

Infelizmente alguns alunos acreditam que estudar é apenas assistir aula, ler um conteúdo e fazer exercícios. E o erro de muitos professores da educação básica é não ajudar esses alunos a encontrarem os melhores caminhos para aprenderem mais. Depois de anos na escola muitos alunos ainda não sabem estudar. As vezes chega na faculdade por um vestibular privado e continua com as mesmas dificuldades. E todos sabem que QUEM NÃO SABE ESTUDAR NÃO É APROVADO.

Para ajudar os alunos a aprenderem a estudar, se prepararem para suas provas da escola, para o vestibular e principalmente para a prova do ENEM, eu elaborei um método de estudos, um passo a passo de como estudar para uma prova. Usando as melhores técnicas de estudos, com a ajuda de conteúdos da neurociência, podemos ter mais foco, organização, motivação e memorização durante os estudos. Quer saber como funciona? Clique aqui nesse link e saiba mais sobre o método Efeito Joule.

73 respostas

  1. Um corpo de 80kg está suspenso por um fio de massa desprezivel, se a gravidade local é g= 9,8m/s². Qual é o peso do corpo? ME AJUDEM POR FAOVR!

  2. Uma partícula de massa m, suposta invariável, que se movimenta ao longo de uma superfície horizontal lisa, tem velocidade escalar 𝑣0 no instante t=0. Sabendo-se que a força de resistência do ar é diretamente proporcional à velocidade v em qualquer instante e que K é a constante de proporcionalidade, determinar:
    a) A função velocidade
    b) A função posição
    me ajuda por favos

  3. DeltaU = Q – W

    DeltaU = 100 J = 400 cal
    Q = ?
    W = P.DeltaV = 50 x (0,6 – 0,4) = 10 J = 40 cal

    400 = Q – 40
    Q = 440 cal

    obs: o gás recebe 440 cal. Usa 400 cal para aumentar sua energia interna e ainda usa o restante das 40 cal para realizar trabalho (expansão).

  4. Sabendo que 1 cal = 4 J, determine, em calorias, a quantidade de calor recebida por um gás que, ao sofrer uma variação interna de 100 J, sob pressão constante do 50 N/m², sofre uma variação de volume de 0,4 m3 [metro cúbico] até 0,6 m3 [metro cúbico].

  5. alguém pode me ajudar neste ?
    é da prova de teoria de voo da ANAC.

    O peso bruto de um helicóptero e de1500 kgf. Ao se iniciar um deslocamento a frente a partir do voo pairado, com inclinação do plano do rotor num ângulo de 20 graus, sem compensar com o coletivo, ele apresentará a tendência de baixar a nariz. Neste caso, a tração valerá (dados: sen 20° =0,342 / cos 20° =0,939 / tang 20° =0,363):
    513 kgf
    1408 kgf
    4385 kgf
    544 kgf

  6. p/ Dalva
    A força máxima de atrito é dada por:
    Fat = u.N = 0,2.29.10 = 58 N.

    Portanto, se a força F superar esses 58N então o corpo se move.

    Quando F = 30 N, Fat = 30 N
    Quando F = 60 N, Fat = 58N (nesse caso o corpo vai se mover)

  7. na figura ao lado um corpo suspenso tem massa igual a 2 kg. os fios têm pesos despreziveis e o sistema esta em equilibrio estático(repouso).determine as traçoes nos fios ABe BC(dados:g=10m/s^2;sen30=0,5;cos 30=0,8

  8. um bloco de massa m= 29 kg encontra-se em repouso sobre uma superfįsie horizontal. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico são considerados coincidentrs e iguais a m =0,20. Em horizontal aplicada ao bloco para que ele permaneça em repouso? Determine a intensidade da força de atrito no casos F=30N e F=60N. Dado: g=10ms2

  9. um corpo de 8 kg e outro de 10 kg estão ligados por um fio que passa por um suporte sem atrito sobre planos inclinados tambem sem atrito conforme a figura abaixo. clacular a aceleração abaixo dos dois corpos e a tensão no fio.

  10. Me ajudem por favor!
    calcule a velocidade do corpo 1 ao passar pelo ponto b sabendo m1 4kg e m2 6kg, qual deformaçao maxima da mola helicoidal vertical?

  11. calcule a velocidade do corpo 1 ao passar pelo ponto b sabendo m1 4kg e m2 6kg, qual a deformaçao maxima da mola helicoidal vertical, sabendo que a constante da mola e de 0,5km, despreze as dimensões da mola.

  12. Me ajudem por favor!
    calcule a velocidade do corpo 1 ao passar pelo ponto b sabendo m1 4kg e m2 6kg, qual deformaçao maxima da mola helicoidal vertical?

  13. Geente, ajude aí !
    A respeito do conceito da Inércia, assinale a frase correta:

    a)Um ponto material tende a manter sua aceleração por Inércia.
    b)Uma partícula pode ter movimento circular e uniforme, por Inércia.
    c)O único estado cinématico que pode ser mantido por Inércia é o repouso.
    d)Não pode existir movimento pérpetuo, sem a presença de uma força.
    e)A velocidade vetorial de uma partícula tende a se manter por Iércia; a força é usada para alterar a velocidade e não para mantê-la.

  14. Geente me ajudem , por favor !
    Um corpo de massa 250g, parte do repouso e adquire a velocidade de 20 m/s após percorrer 20m, em movimento retilíneo uniformemente variado. A intensidade da força resultante que age no corpo, em newton, vale …

  15. Gostaria de uma Ajuda sobre esse exercício.
    Se possivel encaminha no meu
    email. gui_mac3[at]hotmail.com

    _____
    __A_|___
    |___B___|–>F
    ////////////

    Na Figura ilustrada os Blocos têm Massa
    Ma = 10Kg e Mb = 20kg.
    O coeficiente de atrito entre os blocos é
    u1 = 0,8 e entre o bloco e o piso é u2 = 0,2
    Considerar que não exista diferença entre o coeficiente estático e dinâmico.
    O bloco B é acionado pela Força B Horizontal. Pedem-se:

    a)a máxima força (Fmax) de acionamento que não produz deslizamento entre os Blocos;

    b)a aceleração dos blocos no caso anterior;

    c)a aceleração de cada bloco, caso a intensidade da força seja 90% da Máxima força;

    d)a aceleração de cada bloco, caso a intensidade da força seja 110% da máxima força.

  16. Um bloco cujo peso é 1200 kgf está apoiado sobre um plano inclinado que forma com a horizontal, um ângulo de . Este bloco está ligado a dois cabos que passam por roldanas ideais fixas (isto é, suas massas são desprezíveis) e sustentam, em suas extremidades, os blocos A e B. Determine, em Newtons (N), o peso dos blocos A e B para que, ao retirarmos o plano inclinado, o bloco C permaneça em equilíbrio estático. Adote:( g= 9,8m/s²; cos30º = 0,87; sen30º = 0,50 )
    Por favor… socorro

  17. Nossa vc é um ótimo profissional. Geralmente tenho grandes dificuldades com física, mas com sua explicação tudo ficou claro. Meus parabéns. Gostaria de ter um professor como você

  18. Me ajudem com essa….

    Uma carro de 1500 Kg está parado sobre seus quatro pneus,cada um deles calibrado com uma pressão manométrica de 200 KPa. Se os quatro pneus suatemtam o peso do automóvel da mesma forma, qual é a área de contato de cada pneus com a estrada?

    Desde já obrigado…

  19. preciso de ajuda para resolver um exercicio :

    Um automovel, a 20m/s percorre 50m até parar, quando freado. Qual a força que age no automovel durante a frenagem? considere a massa do automovel igual a 1000kg.

  20. mim ajude a resolver isso
    UM MOTOR APLICA UMA FORCA QUE PRODUZ UM TRABALHO DE 2 400 J EM 2 MINUTOS.A POTENCIA DESENVOLVIDA E,EM WATTS,DE:
    A)10
    b)15
    c)20
    d)25
    e)30
    por favor mim ajude a resolver isso

  21. me ajudem a resolver essa, é bem simples, e facil, só q nao consigo fazê-la:

    Uma força(F) impulsionada por uma mola empurra um bloco de massa m=2kg num plano horizontal, e logo depois esse bloco deverá subir uma ladeira de 10cm de altura(h). De quanto deverá ser essa força(F) para que o bloco atinja o ponto mais elevado da ladeira com velocidade nula?
    (DADOS: g=10m/s² ; não há nenhum tipo de atrito nesse sistema)

  22. Olá. por gentileza, poderia ajudar… sou iniciante nesse mundo…

    O bloco de peso M = 100kgf. encontra-se em equilíbrio, apoiado em uma superfície lisa, inclinada de 30° com a horizontal e sustenta dois outros blocos suspensos através de fios e polias ideais. É conhecido o peso Q = 10 kgf.
    Pedem-se:
    – o peso equilibrante P
    – a reação da superfície inclinada no bloco de peso M.

  23. p/ APARECIDO

    Primeiro vamos calcular a altura em relação ao topo do prédio e depois somamos a altura do prédio.
    a) V = Vo – g.t
    Na altura máxima V = 0
    0 = Vo – g.t
    O tempo para a altura máxima é de 3 segundos, pois é a metade dos 6 segundos de subida e descida
    Vo = 10.3 = 30 m/s (velocidade no topo do prédio)

    V^2 = Vo^2 – 2.g.H
    0 = 30^2 – 20.H
    20.H = 900
    H = 45m (acima do topo do prédio)

    Logo a altura total atingida = 100 + 45 = 145 m

    b) Vamos imaginar que no lançamento na base do prédio o corpo tem velocidade Vo e no topo do prédio a 100m ele tem velocidade V = 30m/s

    V^2 = Vo^2 – 2.g.H
    30^2 = Vo^2 – 20.100
    Vo^2 = 900 + 2000
    Vo^2 = 2900
    Vo = 53,85m/s

  24. Pesssoal:

    Como resolver o seguinte exercício de física:

    um observador situado no topo de um edifício de 100 m de altura vê passar verticalmente para cima um corpo e, depois de 6s, vê o mesmo corpo passar para baixo. Sabendo-se que o corpo foi lançado da base do prédio, determinae: a) a altura máxima atingida pelo corpo em relação à base do prédio, b) a velocidade de lançamento do corpo.

  25. p/ AGGIE

    Voy = 176,4 x sen60 = 176,4 x 0,87 = 153,468 km/h
    = 153,468/3,6 = 42,63 m/s

    Vox = 176,4 x cos60 = 176,4 x 0,5 = 88,2 km/h
    = 88,2/3,6 = 24,5 m/s

    Como a bala atinge a altura máxima isso significa que ela terá Voy = 0 neste ponto. Temos um MUV onde a aceleração vale g.

    Vy = Voy – g.t

    0 = 42,63 – 10.t
    t = 4,263 s
    Só com este cálculo já sabemos que a resposta é B

    Vy^2 = Voy^2 – 2.g.H

    0 = 42,63^2 – 20.H
    20.H = 1817,3169
    H = 90,866 m

    Para calcular a distância horizontal usaremos o Vox com o tempo de vôo da bala já calculado anteriormente. É importante perceber que o movimento na direção x é um MU (se desconsiderarmos efeitos de resistência do ar). Assim:

    Sx = Vox.t = 24,5 x 4,263 = 104,444 m

  26. Como resolver esta por favor!
    Recentemente, em um conflito entre policiais e traficantes no Rio de Janeiro, um helicóptero da polícia foi
    abatido por tiros de fuzil dos traficantes. Considerando que o helicóptero estivesse parado no momento do
    tiro e sabendo-se que a velocidade saída da bala é 176,4km/h e o fuzil fazia um ângulo de 60º com o solo,
    qual o tempo que a bala levou para atingir o alvo, em que altura se encontrava e qual a sua distância
    horizontal do traficante. Considere que a altura do alvo é a altura máxima alcançada pela bala e adote a
    aceleração da gravidade igual a 10m/s², sen 60º = 0,87 e cos 60º = 0,5. Os valores são, respectivamente:
    A) 3,21s; 87,45m; 90,85m
    B) 4,26s; 90,85m; 104,37m
    C) 5,12s; 92,41m; 108,20m
    D) 6s; 93m; 109m
    E) 7s; 95,20m; 110,10m

  27. p/ Yohannes

    Explique melhor essa distância d. É a distância pela qual o bloco é baixado? Ou é a altura em relação ao solo até onde ele é baixado? Se for o primeiro caso:

    P – T = Fres
    P – T = m.a
    m.g – T = m.g/5
    T = 4.m.g/5

    Trab = F.d = -4.m.g.d/5
    obs: o valor negativo é pq a tração se opõe ao movimento de descida do bloco

  28. Por favor, me ajude. Acho que está faltando informação nessa questão.

    1) Uma corda é usada para baixar verticalmente um bloco de massa m até uma distância d com uma aceleração constante e igual a g/5. Calcule o trabalho realizado pela tensão da corda sobre o bloco.

  29. p/ Rafinha

    Imagine o livro preso entre 2 paredes. Uma é a camisa e a outra é o braço. Você vai ter 2 atritos pra cima e o peso pra baixo. A força de compressão que o estudante faz vai ser a normal (igual nas duas paredes). Essa normal é que dá origem aos atritos nas paredes. Podemos escrever:

    P = Fat camisa + Fat braço
    m.g = (u camisa.N) + (u braço.N)
    m.g = 0,16.N + 0,32.N
    0,48.N = 3,2.10
    N = 32/0,48 = 66,67 N
    a) 66,67 N é a força horizontal que o estudante deve fazer para que o livro não escorregue.

    b)Bem, como 61 N < 66,67 N isto quer dizer que o livro vai escorregar e não trabalharemos mais com os coeficientes estáticos. Vamos usar os dinâmicos. Sendo assim:

    N = 61 N
    P = m.g = 3,2.10 = 32 N
    Fat camisa = u.N = 0,09.61
    Fat braço = u.N = 0,2.61

    Como o livro cai, isto quer dizer que o peso venceu os atritos e portanto vai haver uma força resultante para baixo. Podemos escrever:

    F res = P – Fat camisa – Fat braço
    m.a = 32 – 61.(0,2 + 0,09)
    3,2.a = 32 – 61.0,29
    3,2.a = 32 – 17,69
    a = 14,31/3,2
    a = 4,472 m/s^2

  30. p/ Rafinha

    Você não falou nada, mas vou supor que a balança em cima do skate também está sobre um plano inclinado, de forma que a balança não fique inclinada em cima do skate. Sendo assim, o que temos que fazer é calcular a aceleração vertical que a balança sofre para calcular a normal N' na balança. Chamei de N' porque tem também a normal N que é a reação do peso do conjunto no plano inclinado. Podemos escrever:

    F resultante = P.sen30
    m.a = m.g/2
    a = g/2

    Portanto, a aceleração na direção do plano inclinado vale metade da gravidade. Mas ainda não é essa aceleração que nos interessa para determinar o peso na balança. Precisamos da componente vertical "ay"

    ay = a.sen30
    ay = g/2.sen30
    ay = g/4

    Portanto, é como se a balança "enxergasse" uma gravidade reduzida para 1/4 do valor. Agora podemos isolar a balança e escrever:

    F resy = P – N'
    m.ay = m.g – N'
    N' = m.(g – ay)
    N' = 65.(g – g/4)
    N' = 65.3.g/4
    adotando g = 10 m/s^2

    N' = 65.3.10/4 = 487,5 N